利用RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)車距監(jiān)測(cè)的預(yù)警

引言

　　汽車為人類社會(huì)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了觸目驚心的傷害。近年來(lái)，隨著高速公路的發(fā)展，汽車行駛速度提高，惡性交通事故頻發(fā)。在車禍造成的死亡事故中，追尾占25%。因此，研究能夠隨時(shí)獲取道路和車輛信息，并及時(shí)提醒汽車駕駛員采取措施避免危險(xiǎn)的車距監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)就成為解決公路交通安全問(wèn)題的重要手段。

　　本文基于RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛之間的相互通信，通過(guò)向周圍車輛報(bào)告本車精確的地理信息，并獲取周圍車輛發(fā)送的地理信息，實(shí)時(shí)計(jì)算獲取車輛距離。

　　此方案與雷達(dá)測(cè)距等其他實(shí)現(xiàn)方案相比，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)簡(jiǎn)介

　　RFID技術(shù)最早出現(xiàn)在二戰(zhàn)時(shí)期，當(dāng)時(shí)成功應(yīng)用于飛機(jī)的敵我識(shí)別系統(tǒng)?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。其基本原理是利用射頻信號(hào)的空間耦合（電感或電磁耦合）或反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)最早應(yīng)用于20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），現(xiàn)已全球性民用。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，應(yīng)用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X、Y、Z），實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象位置的確定。

　　2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括單片機(jī)控制模塊、射頻通信模塊、衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和穩(wěn)壓電源模塊。系統(tǒng)采用LM1575芯片將車載12V電源轉(zhuǎn)換為5V電源，以凌陽(yáng)SPCE061A型16位單片機(jī)為控制中心，使用nRF2401無(wú)線射頻收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，使用OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容導(dǎo)航芯片模塊實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯度坐標(biāo)的獲取，同時(shí)使用12864型LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示車距檢測(cè)信息，并使用蜂鳴器和LED實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框架圖

　　系統(tǒng)工作時(shí)，首先通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片獲取本車的精確經(jīng)緯度信息，然后對(duì)信息進(jìn)行編碼。編碼信息主要包括本車識(shí)別序列號(hào)、經(jīng)緯度信息和車速[3]。完成信息編碼后，將編碼信息通過(guò)射頻收發(fā)模塊的通道1進(jìn)行信息發(fā)送，接收地址應(yīng)設(shè)置為統(tǒng)一的公用地址，本設(shè)計(jì)規(guī)定為5位十六進(jìn)制地址：0xAAAAA。同時(shí)采用通道2接收周圍車輛發(fā)送的信息，將接收到的信息發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理。

　　當(dāng)同時(shí)接收多個(gè)射頻模塊發(fā)送的信息出現(xiàn)通信碰撞時(shí)，采用RFID防碰撞算法進(jìn)行處理。單片機(jī)不斷接收來(lái)自射頻收發(fā)模塊的車輛識(shí)別序列號(hào)、經(jīng)緯度信息和車速，并按照車輛序列號(hào)對(duì)這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)隊(duì)列排序處理。

　　通過(guò)汽車測(cè)距測(cè)速算法和汽車行駛方向判定算法實(shí)時(shí)獲取周圍每輛車的行駛方向和車距。將周圍車輛車距車速與不同車速對(duì)應(yīng)的安全車距進(jìn)行對(duì)照，當(dāng)汽車車距小于安全距離時(shí)，通過(guò)聲音和燈光向駕駛員進(jìn)行報(bào)警。